The invention relates to a FGPA based marine geophysical streamer real time power monitoring equipment, including: geophysical instrument control equipment, FPGA system and high voltage power supply equipment; towing equipment in marine geophysical power steady process, power monitoring through FPGA system, through the comparison results make the relevant processing of high voltage power supply device in response, high pressure the power equipment will be associated with the results returned to the geophysical instrument control equipment. The invention of power data acquisition through high voltage power monitoring circuit the power supply characteristics combined with marine geophysical towing equipment, power monitoring through FPGA system, power monitoring the sea marine geophysical towing equipment to achieve real-time, safe, efficient and convenient.
【技术实现步骤摘要】
一种基于FGPA的海洋物探拖缆实时供电监测装备
本专利技术涉及一种基于FGPA的海洋物探拖缆实时供电监测装备,属于海洋地球物理勘
技术介绍
根据作业需求,海洋物探电缆设备的长度一般可达到6到12公里的量级。一般,海洋物探电缆设备由多根电缆单元通过数字包串接而成。数字包中有专用的电源系统,从而实现整条拖缆的正常供电。作业的时候,由于拖缆长度所限,海洋物探电缆设备必须要经船上电源设备提供高压电源,从而实现长距离供电能力。为保证水下系统正常、安全地供电,船载系统必须要有一套供电监测装置。当出现供电异常的时候,需要及时切断电源以达到保护水下电路的目的。现有的电源监测装置,一般分为两种方案,即硬件化方案和软件化方案。对于硬件化的方案,如图1所示,电源系统利用定制的专用电压、电流监测模块实现监测功能,完全独立于物探仪器系统。当水下系统发生电源故障时,电源监测模块根据事先设定好的参数,自动进行电源切断以保护水下电路系统;对于软件化的方案,如图2所示,电源监测功能通过软件实现,并实时显示电源的状态信息。当软件发现电源状态异常时,会首先通过专用命令通道将电源切断,同时还会在软件界面上进行异常报警和显示。海洋物探拖缆设备的供电方式比较特殊,它采用逐级上电的方式,前一级设备供电完成并且没有错误,才进行下一级设备供电。在这个过程中,海洋物探电缆设备需要一个反馈信息来控制上电过程,这个反馈信息就是电源监测正常的信号;其次电源状态会随着设备的增加而改变,因此用来进行比较的阈值就不再是一个固定值,对于上述电源监测方案都需要不停的重新设定新的比较阈值。海洋物探拖缆设备要求电源监 ...
【技术保护点】
一种基于FGPA的海洋物探拖缆实时供电监测装备,其特征在于:FGPA系统和高压电源设备;将物探仪器控制设备通过解析海洋物探拖缆设备下发的命令,以此来确定海洋物探拖缆设备的工作状态和相关电源监测参数;海洋物探拖缆设备处在上电稳态过程中,FPGA系统以一定的时间间隔,循环对海洋物探拖缆设备进行电源监测;监测结果通过高压电源设备响应后作出相关处理,高压电源设备再将相关处理结果返回给FPGA系统;海洋物探拖缆设逐级上电的过程称为上电初态,将逐级上电完成后的稳定状态称为上电稳态;所述电源监测包括:实时电源数据采集、电源数据处理即阈值比较,及根据电源数据处理结果做出相应反应。
【技术特征摘要】
1.一种基于FGPA的海洋物探拖缆实时供电监测装备,其特征在于:FGPA系统和高压电源设备;将物探仪器控制设备通过解析海洋物探拖缆设备下发的命令,以此来确定海洋物探拖缆设备的工作状态和相关电源监测参数;海洋物探拖缆设备处在上电稳态过程中,FPGA系统以一定的时间间隔,循环对海洋物探拖缆设备进行电源监测;监测结果通过高压电源设备响应后作出相关处理,高压电源设备再将相关处理结果返回给FPGA系统;海洋物探拖缆设逐级上电的过程称为上电初态,将逐级上电完成后的稳定状态称为上电稳态;所述电源监测包括:实时电源数据采集、电源数据处理即阈值比较,及根据电源数据处理结果做出相应反应。2.根据权利要求1所述的基于FGPA的海洋物探拖缆实时供电监测装备,其特征在于:所述FGPA系统能够根据当前海洋物探拖缆设备的上电状态,自主选择电源监测方案,根据海洋物探拖缆设备的数字包数数量自主计算出当前的电源监测需要的阈值;数字包为海洋物探电缆设备采集和传输单元。3.根据权利要求1所述的基于FGPA的海洋物探拖缆实时供电监测装备,其特征在于:所述在FPGA实现过程为:根据预设流程进行电源监测,预设流程是先进行电压检测,下发相关命令给高压电源设备,根据高压电源设备的测量电压值的返回,再进行对比,出现异常会直接通过高压电源设备切断电源,并通知物探仪器控制设备,等待故障排查和清除;电压如果正常,会进入电流检测,下发相关命令给高压电源设备,等待高压电源设备的测量电流值的返回,再进行对比,出现异常会直接通过高压电源设备切断电源,并通知物探仪器控制设备,等待故障排查和清除;电流如果正常,则完成了一次完整的电源监测流程,转回电压检测,等待下次电源监测流程的到来。4.根据权利要求1所述的基于FGPA的海洋物探拖缆实时供电监测装备,其特征在于:所述FGPA系统包括:第二通信模块、协议解析模块、命令生成模块、监测状态机模块、阈值计算模块、电源协议模块、比较状态机模块、电源通信接口模块;第二通信模块,实现与物探仪器控制设备的物理接口,采用通用的RS232解析逻辑,对物探仪器控制设备中第一通信模块传来的命令进行解析,然后传送至协议解析模块;同时将协议解析模块封装后的测量电压值和测量电流值转换成RS232信号,上传至物探仪器控制设备的第一通信模块中;协议解析模块,接收第二通信模块的信号后进一步解析得到的上电命令,将上电命令送给命令生成模块、监测状态机模块和阈值计算模块;接收第二通信模块的信号进一步解析得到电压正常或异常命令、电流正常或异常命令,并将命令送给命令生成模块;通过电源协议模块上传的测量电压值和测量电流值,将测量电压值和测量电流值传给监测状态机模块;同时接收比较状态机模块的比较结果,并将比较结果上传给物探仪控制设备;监测控制状态机模块,根据协议解析模块给出的相应命令,自主的选择电源比较方式;通过FPGA系统进行电源监测时,根据协议解析模块传来的测量电压值和测量电流值生成电压查询状态、等待电压比较状态,电流查询状态、等待电流比较状态和关闭电源状态命令给命令生成模块;同时将命令生成模块上传的测量电压值和测量的电流值通过协议解析模块传至物探仪器控制设备;为保证监测的有效和实时性,硬件...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈国才,华波,颜晗,宋明玉,高菲,李遥,韦佳利,陈曦,姜坤,张可立,
申请(专利权)人:中国船舶工业系统工程研究院,北京优科海青技术发展有限公司,
类型:发明
国别省市:北京,11
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